煤礦掘進(jìn)巷道錨桿支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用與質(zhì)控策略

白廣東 王鎮(zhèn)

摘要：隨著科技水平的發(fā)展，工業(yè)發(fā)展水平不斷提升，而工業(yè)發(fā)展需要煤炭等化石能源的支撐，由此推動(dòng)煤炭開采行業(yè)的發(fā)展。而煤礦一般深埋地下，需要通過巷道實(shí)現(xiàn)煤炭的開采，這對(duì)巷道的支護(hù)顯得尤為重要。在此背景下，煤炭公司加強(qiáng)對(duì)掘進(jìn)巷道的重視，結(jié)合開采實(shí)際分析巷道的類型以及特點(diǎn)，分析支護(hù)方案，通過合理運(yùn)用錨桿支護(hù)技術(shù)，從而保護(hù)開采作業(yè)的順利進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：煤礦掘進(jìn)；巷道；錨桿支護(hù)；地質(zhì)

DOI：10.12433/zgkjtz.20232747

為了保證開采效率與質(zhì)量，巷道成為地下開采的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，承擔(dān)人員以及煤炭的通行任務(wù)。而巷道作為地下通道的一種，需要承擔(dān)很大的荷載，容易出現(xiàn)塌方等安全事故，影響開采作業(yè)順利進(jìn)行。施工人員根據(jù)巷道的實(shí)際需求將錨桿支護(hù)技術(shù)應(yīng)用到巷道施工中，實(shí)現(xiàn)對(duì)巷道的支護(hù)。結(jié)合錨桿支護(hù)技術(shù)的特點(diǎn)以及巷道實(shí)際需求合理運(yùn)用技術(shù)與質(zhì)量控制，保證支護(hù)施工功能順利發(fā)揮。

一、掘進(jìn)巷道與錨桿支護(hù)

（一）煤礦掘進(jìn)巷道

煤礦巷道是煤礦地下工程中的重要組成部分，主要是指煤礦在開采環(huán)節(jié)，掘進(jìn)施工階段形成的巷道。掘進(jìn)巷道主要有以下特點(diǎn)：一是地質(zhì)條件較為復(fù)雜，煤礦巷道通常位于地下較深的區(qū)域；二是通風(fēng)需求較高，煤礦巷道需要高效的通風(fēng)系統(tǒng)，以保障空氣流通和呼吸空氣的質(zhì)量；三是任務(wù)量較大，掘進(jìn)巷道，一方面承擔(dān)運(yùn)輸設(shè)備的通行任務(wù)，這些運(yùn)輸工具通過煤礦巷道進(jìn)出，提供合適的通行能力和交通管理。另一方面需要大量專業(yè)的設(shè)備支撐，巷道中往往需要安裝煤礦機(jī)械設(shè)備、輸煤管道和電纜橋架等。這些設(shè)備需要有足夠的空間，并且嚴(yán)格遵循安全規(guī)范設(shè)計(jì)和施工，施工技術(shù)十分復(fù)雜。支護(hù)需求較高的特點(diǎn)，煤礦巷道施工需要采取高強(qiáng)度的支護(hù)措施，以保障人員和設(shè)備安全通行。支護(hù)項(xiàng)目應(yīng)根據(jù)煤礦巷道的特定條件，采用不同的支護(hù)措施，如錨桿、隧道襯砌等。

綜上所述，煤礦巷道具有地質(zhì)復(fù)雜、通風(fēng)要求高、有大量運(yùn)輸工具、設(shè)備安裝復(fù)雜、支護(hù)需求高強(qiáng)度等特點(diǎn)。根據(jù)這些特點(diǎn)在設(shè)計(jì)和施工過程中，結(jié)合實(shí)際情況，制定合理的施工技術(shù)方案，確保巷道的安全、穩(wěn)定和高效運(yùn)行。

（二）錨桿支護(hù)技術(shù)

錨桿支護(hù)是一種地下工程支護(hù)方式，廣泛應(yīng)用于隧道、礦山、地鐵等工程中，可以增強(qiáng)地層的承載能力、保證工程安全。錨桿通常由鋼筋制成，通過鉆孔將錨桿傾斜埋放于地層中，再用高強(qiáng)度水泥等材料固定，與周圍的地層形成整體，增強(qiáng)地層的穩(wěn)定性和承載能力。同時(shí)，錨桿支護(hù)可以有效減少地層位移和變形，對(duì)地下工程的施工和維護(hù)起著至關(guān)重要的作用。

錨桿支護(hù)技術(shù)在煤礦掘進(jìn)巷道中主要發(fā)揮以下作用：一是對(duì)底層起到穩(wěn)定作用，最大限度增強(qiáng)了地層的承載能力，在穩(wěn)定地層的同時(shí)保障地下工程的安全性；二是規(guī)避地層的變形，巷道掘進(jìn)作業(yè)涉及面較廣，很容易對(duì)周邊地層產(chǎn)生沖擊，進(jìn)而導(dǎo)致地層變形。錨桿支護(hù)施工簡(jiǎn)便，可以適應(yīng)不同工程的需求，能夠通過靈活的設(shè)計(jì)有效減少地層的位移和變形，進(jìn)一步保障地下工程的穩(wěn)定性以及安全性，提高施工效率和工程質(zhì)量。

二、煤炭掘進(jìn)巷道中錨桿支護(hù)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)以及應(yīng)用難點(diǎn)

巷道的支護(hù)借助錨桿支護(hù)技術(shù)，針對(duì)錨桿支護(hù)技術(shù)優(yōu)勢(shì)的研究十分必要。由于巷道的復(fù)雜性以及錨桿支護(hù)本身的技術(shù)性，該技術(shù)的落實(shí)也存在一些問題。

（一）巷道錨桿支護(hù)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

煤炭掘進(jìn)巷道中的錨桿技術(shù)具有多樣化的優(yōu)勢(shì)，十分契合巷道施工的順利落實(shí)，所以在實(shí)際作業(yè)環(huán)節(jié)，施工人員結(jié)合實(shí)際更好地發(fā)揮該技術(shù)的功能。

一是施工精準(zhǔn)度較高而且穩(wěn)定性較強(qiáng)。錨桿支護(hù)作業(yè)前，借助技術(shù)設(shè)備確定點(diǎn)位狀況，可以滿足地下工程的設(shè)計(jì)要求。錨桿支護(hù)技術(shù)將地層整合，使其成為整體，最大限度地保證地層的穩(wěn)定性。

二是靈活多變，適應(yīng)性較強(qiáng)，相較于傳統(tǒng)的支護(hù)技術(shù)，借助錨桿設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)地層的穩(wěn)定，而錨桿可以結(jié)合巷道的實(shí)際需要合理選擇位置以及材料，錨桿支護(hù)可以適應(yīng)各種地質(zhì)條件和工程要求，施工靈活性較高。錨桿技術(shù)可以根據(jù)巷道的不同狀況合理選擇支護(hù)方式，適用范圍較廣。

三是施工效率較快，兼具環(huán)保功能，錨桿支護(hù)的施工時(shí)間較短，可以縮短建設(shè)周期，在保證施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上提高作業(yè)效率，降低作業(yè)成本。錨桿支護(hù)采用鋼筋等材料，可以回收利用，維護(hù)成本較低，對(duì)于大規(guī)模地下工程來說是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的支護(hù)方式，還能減少對(duì)環(huán)境的影響，符合可持續(xù)發(fā)展的理念要求。錨桿支護(hù)技術(shù)具有施工精度高、穩(wěn)定性強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)、施工時(shí)間短、維護(hù)成本低、環(huán)保性好等特點(diǎn)，為地下工程建設(shè)提供有力的支撐。

（二）煤礦巷道中錨桿支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用難點(diǎn)

1.地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜

煤炭開采需要分析地質(zhì)狀況，針對(duì)巷道的支護(hù)作業(yè)需要面對(duì)各種復(fù)雜的地質(zhì)狀況，在一定程度上增加作業(yè)難度。在實(shí)際設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，不同地質(zhì)條件下的巷道，在設(shè)計(jì)錨桿支護(hù)方案時(shí)，考慮到地質(zhì)結(jié)構(gòu)、巖性等因素，才能確定合適的施工方法。針對(duì)地質(zhì)復(fù)雜的地方可能需要多次的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整和施工技術(shù)調(diào)整。此外，相較于地面施工，地下空間更加復(fù)雜，作業(yè)空間較為狹窄，還需要氧氣等的支持，也會(huì)進(jìn)一步增加作業(yè)難度，制約錨桿支護(hù)技術(shù)的落實(shí)。

2.巖層穩(wěn)定性影響因素較多

錨桿支護(hù)作業(yè)主要是為了保證巖層的穩(wěn)定，規(guī)避可能出現(xiàn)的坍塌事故，所以巖層穩(wěn)定直接影響錨桿支護(hù)的作業(yè)質(zhì)量。但是，未知的地質(zhì)因素、采礦活動(dòng)對(duì)巷道的影響，都會(huì)對(duì)巖層穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，所以錨桿支護(hù)人員在作業(yè)時(shí)需要考慮多方面的內(nèi)容，否則很容易出現(xiàn)失誤，影響支護(hù)功能的發(fā)揮。

3.技術(shù)方面的問題

錨桿支護(hù)的施工質(zhì)量關(guān)系到巷道的安全穩(wěn)定，但由于施工環(huán)境限制以及復(fù)雜的地質(zhì)條件，如何保證施工質(zhì)量也是錨桿支護(hù)技術(shù)應(yīng)用中需要解決的問題。錨桿支護(hù)具有很強(qiáng)的靈活性，可以根據(jù)巷道的實(shí)際需要合理選擇施工技術(shù)，但是，一旦出現(xiàn)失誤，就會(huì)在很大程度上影響技術(shù)功能的發(fā)揮。

三、煤礦掘進(jìn)巷道錨桿支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用策略

（一）作業(yè)方案的制定

對(duì)于錨桿支護(hù)，由于巷道的規(guī)模較大，為了充分發(fā)揮錨桿支護(hù)的功能，在施工前需要結(jié)合巷道的實(shí)際需求制定科學(xué)的施工方案，為后續(xù)施工提供專業(yè)的指導(dǎo)。不同的地質(zhì)條件需要不同的錨桿支護(hù)方案，例如，在巖溶地區(qū)，需要應(yīng)用大面積分布式錨桿支護(hù)技術(shù)；在軟巖區(qū)使用弧形錨桿支護(hù)技術(shù)等。

（二）確定相關(guān)參數(shù)

為了確保錨桿支護(hù)精準(zhǔn)度，在作業(yè)時(shí)需要借助專業(yè)的設(shè)備以及儀器對(duì)各項(xiàng)參數(shù)分析，以保證支護(hù)的精準(zhǔn)度。施工人員根據(jù)特定工況和支護(hù)要求結(jié)合采取工藝和工作面進(jìn)刀方式，確定錨桿支護(hù)的參數(shù)及布置方案。例如，在剪切煤壁工作面，利用大直徑密集加長(zhǎng)錨桿支護(hù)技術(shù)，以支護(hù)巷道，增強(qiáng)工作面穩(wěn)定性，同時(shí)保證人員安全。

（三）錨桿合理選擇

錨桿支護(hù)環(huán)節(jié)，可以結(jié)合不同的支護(hù)需求合理選擇材料以及支付方式，在實(shí)際施工環(huán)節(jié)，施工人員合理選擇錨桿。一方面，為確保巷道安全穩(wěn)定，應(yīng)將錨桿支護(hù)質(zhì)量作為重點(diǎn)檢查對(duì)象。要實(shí)行設(shè)備跟蹤管理并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，確保施工質(zhì)量，避免支護(hù)失效。另一方面，在支護(hù)前結(jié)合煤炭巷道的需要確定材料，盡可能規(guī)避可能存在的質(zhì)量問題。

（四）支護(hù)技術(shù)的選擇

在煤礦巷道支護(hù)中，同步推廣新型鋼支撐技術(shù)、預(yù)應(yīng)力錨桿技術(shù)、螺旋鉆錨桿技術(shù)等先進(jìn)技錨桿支護(hù)技術(shù)。這些新型錨桿支護(hù)技術(shù)可為煤礦巷道施工提供更加優(yōu)質(zhì)的支護(hù)保障，從而降低在井下可能出現(xiàn)的安全風(fēng)險(xiǎn)。

在實(shí)際作業(yè)環(huán)節(jié)，煤礦巷道錨桿支護(hù)技術(shù)應(yīng)用策略包括根據(jù)地質(zhì)條件確定錨桿布置方案、結(jié)合采取工藝和工作面進(jìn)刀方式確定錨桿支護(hù)參數(shù)、檢查錨桿支護(hù)質(zhì)量以及推廣應(yīng)用新型錨桿支護(hù)技術(shù)。通過綜合運(yùn)用這些策略，可有效提高煤礦巷道的支護(hù)能力，確保煤礦工作面的安全和高效運(yùn)營(yíng)。

四、煤礦掘進(jìn)巷道錨桿支護(hù)技術(shù)的質(zhì)控策略

錨桿支護(hù)技術(shù)是一種常見的隧道和地下工程支護(hù)技術(shù)，對(duì)工程的質(zhì)量和安全具有重要作用。由于煤礦掘進(jìn)巷道狀況復(fù)雜，地下環(huán)境會(huì)對(duì)支護(hù)產(chǎn)生很大影響。為了保證錨桿支護(hù)設(shè)施功能的發(fā)揮，還需要針對(duì)錨桿支護(hù)的作業(yè)流程進(jìn)行質(zhì)量控制。

（一）強(qiáng)化施工設(shè)計(jì)

施工設(shè)計(jì)作為錨桿支護(hù)的作業(yè)依據(jù)，直接影響錨桿作業(yè)質(zhì)量，因此設(shè)計(jì)人員需加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)的重視。不合理的設(shè)計(jì)主要有未考慮工程實(shí)際情況、負(fù)荷計(jì)算不準(zhǔn)確等，這些狀況的存在可能導(dǎo)致錨桿支護(hù)難以滿足支護(hù)需求，進(jìn)而產(chǎn)生安全問題。在此背景下，設(shè)計(jì)人員根據(jù)實(shí)際工程情況和材料特性制定合理的設(shè)計(jì)方案，以確保工程的穩(wěn)定性、耐久性和安全性。

（二）人員技術(shù)規(guī)范的控制

人員與技術(shù)作為錨桿支護(hù)作業(yè)的關(guān)鍵，直接影響整個(gè)工程的質(zhì)量，所以針對(duì)支護(hù)人員以及技術(shù)規(guī)范的控制顯得十分重要。

在人員方面，部分煤礦巷道錨桿支護(hù)環(huán)節(jié)還存在施工人員技術(shù)水平不高，缺乏經(jīng)驗(yàn)和技能等問題，導(dǎo)致施工質(zhì)量不穩(wěn)定，從而影響錨桿支護(hù)的質(zhì)量。相關(guān)單位加強(qiáng)對(duì)人員的招聘與培訓(xùn)，一方面招聘專業(yè)的技術(shù)人員作業(yè)，提升隊(duì)伍的施工水平；另一方面，建立培訓(xùn)機(jī)制，對(duì)入職人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，提升其工作能力。

在規(guī)范方面，部分單位施工工藝不規(guī)范、缺乏嚴(yán)格的施工操作規(guī)程，如固結(jié)質(zhì)量不良、鑲嵌質(zhì)量差等，都可能導(dǎo)致錨桿支護(hù)的質(zhì)量問題。就需要在施工前制定詳細(xì)的施工方案和工作流程，并建立完善的質(zhì)量控制制度，實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢查，對(duì)鑲嵌質(zhì)量、固結(jié)質(zhì)量等進(jìn)行檢查，確保施工質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

（三）材料監(jiān)管以及安全防范

由于錨桿支護(hù)需要大量的材料，一旦使用質(zhì)量不合格的錨桿材料或者鋼筋，或者未嚴(yán)格質(zhì)檢材料，會(huì)影響錨桿支護(hù)的質(zhì)量。因此，技術(shù)人員必須檢驗(yàn)鋼筋和錨桿質(zhì)量，以確保其材質(zhì)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)其化學(xué)成分、力學(xué)性能等測(cè)試，保證材料性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在錨桿支護(hù)施工完成后，檢測(cè)驗(yàn)收，檢查錨桿設(shè)置是否符合規(guī)范，是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，確保工程達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。此外，施工安全是保證支護(hù)質(zhì)量的關(guān)鍵，錨桿支護(hù)技術(shù)安全防護(hù)措施一定要到位，確保施工過程中工人安全、機(jī)械設(shè)備操作人員安全、行車安全、瓦斯防爆工作安全等。

五、結(jié)語

當(dāng)前，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的轉(zhuǎn)型升級(jí)，能源資源的供應(yīng)出現(xiàn)了緊張的局面，在此背景下，探索煤礦深部掘進(jìn)錨桿支護(hù)技術(shù)，對(duì)實(shí)現(xiàn)煤礦的安全生產(chǎn)具有重要的意義。對(duì)于企業(yè)，煤礦的安全生產(chǎn)是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的前提，煤礦開采環(huán)節(jié)，巷道的錨桿支護(hù)作為保證開采質(zhì)量的設(shè)施，很容易受到地質(zhì)條件以及人員技術(shù)的影響出現(xiàn)問題，就需要相關(guān)人員加強(qiáng)對(duì)其重視程度，通過強(qiáng)化施工涉及、加強(qiáng)人員技術(shù)規(guī)范控制以及材料監(jiān)管和安全防范，保障煤礦生產(chǎn)安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳景銅，高榮.煤礦巷道支護(hù)技術(shù)研究現(xiàn)狀[C]//北京力學(xué)會(huì).北京力學(xué)會(huì)第二十八屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下），北京力學(xué)會(huì)第二十八屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下），2022：711-712.

[2]劉德軍，左建平，劉海雁，等.我國(guó)煤礦巷道支護(hù)理論及技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].礦業(yè)科學(xué)學(xué)報(bào)，2020，5

（01）：22-33.

[3]康紅普，姜鵬飛，黃炳香，等.煤礦千米深井巷道圍巖支護(hù)—改性—卸壓協(xié)同控制技術(shù)[J].煤炭學(xué)報(bào)，2020，45

（03）：845-864.